Všetok obsah iLive je lekársky kontrolovaný alebo kontrolovaný, aby sa zabezpečila čo najväčšia presnosť faktov.
Máme prísne smernice týkajúce sa získavania zdrojov a len odkaz na seriózne mediálne stránky, akademické výskumné inštitúcie a vždy, keď je to možné, na lekársky partnerské štúdie. Všimnite si, že čísla v zátvorkách ([1], [2] atď.) Sú odkazmi na kliknutia na tieto štúdie.
Ak máte pocit, že niektorý z našich obsahov je nepresný, neaktuálny alebo inak sporný, vyberte ho a stlačte kláves Ctrl + Enter.
Rakovinové bunky okamžite aktivujú produkciu energie, keď je DNA stlačená a poškodená
Posledná kontrola: 03.08.2025
Podľa štúdie publikovanej v časopise Nature Communications rakovinové bunky okamžite aktivujú energeticky bohatú reakciu na fyzickú kompresiu. Tento výbuch energie je prvým zdokumentovaným prejavom ochranného mechanizmu, ktorý pomáha bunkám opraviť poškodenú DNA a prežiť stiesnené podmienky ľudského tela.
Tieto zistenia pomáhajú vysvetliť, ako rakovinové bunky prežívajú v zložitých mechanických prostrediach, ako je prechádzanie cez nádorové mikroprostredie, prenikanie cez pórovité cievy alebo prekonávanie otrasov v krvnom obehu. Objavenie tohto mechanizmu by mohlo viesť k novým stratégiám „ukotvenia“ rakovinových buniek predtým, ako sa rozšíria.
Výskumníci z Centra pre genomickú reguláciu (CRG) v Barcelone urobili tento objav pomocou špecializovaného mikroskopu schopného stlačiť živé bunky na šírku iba troch mikrónov – približne tridsaťkrát menšiu ako je priemer ľudského vlasu. Pozorovali, že v priebehu niekoľkých sekúnd po stlačení sa mitochondrie v bunkách HeLa ponáhľali na povrch jadra a začali pumpovať extra ATP, molekulárny zdroj energie buniek.
„Toto nás núti prehodnotiť úlohu mitochondrií v ľudskom tele. Nie sú to len statické batérie, ktoré napájajú bunky, ale skôr šikovní „záchrancovia“, ktorých možno privolať v núdzi, keď je bunka doslova tlačená na svoje hranice,“ hovorí Dr. Sarah Sdelchyová, spoluautorka štúdie.
Mitochondrie vytvorili okolo jadra takú hustú „žiaru“, že jadro bolo stlačené dovnútra. Tento jav bol pozorovaný u 84 percent stlačených rakovinových buniek HeLa, v porovnaní s takmer nulovým výskytom u plávajúcich, nestlačených buniek. Výskumníci tieto štruktúry nazvali NAM, čo znamená mitochondrie spojené s jadrom (nucleus-associated mitochondria).
Aby zistili, čo robia NAM, výskumníci použili fluorescenčný senzor, ktorý sa rozsvieti, keď ATP vstúpi do jadra. Signál sa zvýšil približne o 60 % len tri sekundy po stlačení buniek.
„Toto je jasný znak toho, že sa bunky prispôsobujú stresu a prekonfigurovávajú svoj metabolizmus,“ vysvetľuje Dr. Fabio Pezzano, prvý spoluautor štúdie.
Ďalšie experimenty ukázali, prečo je toto zvýšenie energie dôležité. Mechanická kompresia namáha DNA, láme vlákna a zamotáva genóm. Bunky potrebujú ATP-dependentné opravné komplexy, aby oslabili štruktúru DNA a dostali sa k poškodeniu. Stlačené bunky, ktoré dostali viac ATP, opravili svoju DNA v priebehu niekoľkých hodín, zatiaľ čo bunky bez extra ATP sa prestali normálne deliť.
Aby potvrdili význam tohto mechanizmu pri ochorení, výskumníci tiež skúmali biopsie nádoru prsníka od 17 pacientok. Haló NAM boli pozorované v 5,4 % jadier na invazívnom okraji nádoru v porovnaní s 1,8 % v hustom jadre – čo je trojnásobný rozdiel.
„Skutočnosť, že sme tento podpis našli v tkanive pacienta, potvrdila jeho význam aj mimo laboratória,“ vysvetľuje Dr. Ritobrata (Rito) Ghose, prvý spoluautor štúdie.
Výskumníci boli tiež schopní študovať bunkové mechanizmy, ktoré umožňujú mitochondriálnu „záplavu“. Aktínové filamenty – tie isté proteínové vlákna, ktoré umožňujú svalom kontrakciu – tvoria kruh okolo jadra a endoplazmatické retikulum ťahá sieťovitú „pascu“ k sebe. Štúdia ukázala, že toto kombinované usporiadanie fyzicky drží NAM na mieste a vytvára „svätožiaru“. Keď výskumníci ošetrili bunky latrunkulínom A, liekom, ktorý narúša aktín, tvorba NAM zmizla a hladiny ATP prudko klesli.
Ak metastatické bunky závisia od výbuchov ATP spojených s NAM, potom lieky, ktoré narúšajú štruktúru bunky, by mohli znížiť invazívnosť nádorov bez toho, aby otrávili samotné mitochondrie alebo ovplyvnili zdravé tkanivo.
„Reakcie na mechanický stres sú slabo pochopenou zraniteľnosťou rakovinových buniek, ktorá by mohla otvoriť nové terapeutické prístupy,“ povedala Dr. Verena Ruprechtová, spoluautorka štúdie.
Hoci sa štúdia zamerala na rakovinové bunky, autori poukazujú na to, že ide pravdepodobne o univerzálny jav v biológii. Imunitné bunky prechádzajúce lymfatickými uzlinami, rastové procesy neurónov a embryonálne bunky počas morfogenézy zažívajú podobný fyzický stres.
„Tam, kde sú bunky pod tlakom, energetický nárast do jadra pravdepodobne chráni integritu genómu,“ uzatvára Dr. Sdelchi. „Toto je úplne nová úroveň regulácie v bunkovej biológii, ktorá predstavuje zásadný posun v našom chápaní toho, ako bunky prežívajú fyzický stres.“